變電站二次繼電保護設(shè)計方法及問題研究

鄭瑋 馮騰輝 國網(wǎng)哈密供電公司

變電站二次繼電保護涉及的技術(shù)類型較多，施工難度較高，在這種情況下為充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，滿足變電站運行管理需求。應(yīng)從實際出發(fā)，積極做好變電站二次繼電保護設(shè)計工作，在明確設(shè)計短板與缺陷的基礎(chǔ)上，采取針對性的設(shè)計手段，促進二次機電保護機制的優(yōu)化。

一、變電站二次繼電保護概述

對變電站二次繼電保護技術(shù)原理的分析，引導(dǎo)工作人員在整體上，明確二次機電保護的基本要求，梳理二次繼電保護設(shè)計要點，為后續(xù)二次機電保護設(shè)計問題的應(yīng)對以及設(shè)計方案的優(yōu)化提供方向性引導(dǎo)。

二次繼電保護是滿足現(xiàn)階段變電站電力輸送管理的手段，通過繼電保護裝置作用的發(fā)揮，確保電力輸送任務(wù)的順利完成[1]。二次繼電保護技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電保護方式有所不同，其采用全新的微機型保護機制，通過組合保護的方式，在變電站電源、回路上，形成相對獨立的保護機制，如圖1所示：

圖1 二次繼電保護結(jié)構(gòu)示意圖

通過對原有電力線路的適當(dāng)調(diào)整與優(yōu)化，使得二次繼電保護的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，保護動作更加準(zhǔn)確。例如通過微機這種獨特的繼電保護結(jié)構(gòu)，有效改善了斷路器動作失靈的情況，將斷路器動作保護的準(zhǔn)確度提高到90%。同時二次繼電保護能夠在很大程度上保證二次回路的完整度，進而提升了保護成效。

二、變電站二次繼電保護設(shè)計存在問題

受到多種因素的影響，變電站二次繼電保護設(shè)計存在一定的問題，這些設(shè)計問題的存在，如果沒有得到科學(xué)解決，勢必限制二次繼電保護作用的發(fā)揮，增加變電站運行故障的發(fā)生概率，影響電力資源調(diào)配的有

效性。

（一）變電站零序保護問題

在進行變電站二次繼電保護設(shè)計過程中，為保證繼電保護成效，設(shè)計人員需要做好零序電流的管控工作，從過往經(jīng)驗來看，零序電流保護不當(dāng)，將會導(dǎo)致二次繼電保護中的相關(guān)裝置無法按照要求實現(xiàn)初始化處理，導(dǎo)致零序電流故障診斷準(zhǔn)確性降低，難以實現(xiàn)對電壓的有效管控，進而導(dǎo)致二次繼電保護成效的下降[2]。

（二）變電站母線電壓轉(zhuǎn)換問題

變電站運行中，母線電壓的控制與切換，是提升電力傳輸可靠性的關(guān)鍵，基于這種特點，變電站在進行繼電保護設(shè)計的過程中，往往需要著重做好母線電壓轉(zhuǎn)換與保護等相關(guān)工作。但是從實際情況來看，二次繼電保護在母線電壓轉(zhuǎn)化方面存在欠缺，誘發(fā)母線電壓接線控制不當(dāng)?shù)葐栴}。例如設(shè)計人員沒有按照要求對母線切換裝置做出相應(yīng)的調(diào)整，導(dǎo)致母線接線分流能力不佳，造成母線電壓轉(zhuǎn)換周期較長，難以實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換以及線路保護的目的。

（三）變電站后臺系統(tǒng)問題

變電站在二次繼電保護設(shè)計環(huán)節(jié)，需要結(jié)合后臺系統(tǒng)對整個繼電保護機制做出管控，以實時反饋繼電保護相關(guān)信息，增強繼電保護的效果。但是從實際情況來看，二次繼電保護與后臺系統(tǒng)缺乏有效協(xié)調(diào)，繼電保護器在輸入電源設(shè)置方面存在缺陷，影響了實際的保護成效。

三、變電站二次繼電保護設(shè)計優(yōu)化策略

變電站二次繼電保護設(shè)計方案的優(yōu)化，要求技術(shù)人員在明確二次繼電保護技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，堅持問題導(dǎo)向，在轉(zhuǎn)變設(shè)計思路的基礎(chǔ)上，調(diào)整二次繼電保護設(shè)計的基本方法，彌補二次繼電保護設(shè)計缺陷，打造成熟的保護機制。

（一）持續(xù)強化母線保護設(shè)計水平

母線保護水平是影響變電站二次繼電保護能力的直接因素。在這一思路的指導(dǎo)下，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合變電站的實際情況，對母線保護的情形做出相應(yīng)的判定，通過系統(tǒng)化梳理，明確母線保護、失靈保護的基本特點，通過這種方式提升二次繼電保護對母線的保護水平[3]。同時做好母線失靈保護設(shè)計，在設(shè)計環(huán)節(jié)需要采用一對一的失靈保護裝置，避免母線故障或者變壓器故障對于母線運轉(zhuǎn)產(chǎn)生不良影響。

（二）加大重合匣保護設(shè)計水平

變電站二次繼電保護設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員需要做好重合閘保護方面的工作。在實際操作環(huán)節(jié)，采用母線保護的設(shè)計方式，通過母線保護機制的創(chuàng)建，來有效防止跳閘情況的出現(xiàn)。為保證實際的保護效果，還應(yīng)當(dāng)將專業(yè)化的保護設(shè)備引入到重合匣保護之中，實現(xiàn)相關(guān)保護機制具備一定的獨立性，規(guī)避外部因素對于重合匣保護動作的影響，實現(xiàn)保護的準(zhǔn)確性。

（三）充分遵循二次繼電保護規(guī)律

在進行變電站二次繼電保護設(shè)計的過程匯總中，設(shè)計人員需要嚴(yán)格按照二次繼電設(shè)計的基本原理，掌握二次繼電設(shè)計保護的要點，在雙母線中設(shè)置兩套電流保護裝置，通過這種方式防止母線故障的發(fā)生。同時，為避免變電站線路或者變壓器失靈，設(shè)計人員需要做好雙重化配置，減少因設(shè)備故障而造成二次繼電保護無法啟動。同時考慮到實際的使用需求，降低二次繼電保護實現(xiàn)難度，對跳合閘以及斷路器等結(jié)構(gòu)做出完善，針對性做好二次回路結(jié)構(gòu)的簡化工作。

四、結(jié)語

變電站二次繼電保護的優(yōu)化設(shè)計，要求工作人員能夠從實際出發(fā)，突出設(shè)計重點，注重設(shè)計細節(jié)，在統(tǒng)籌分析二次繼電保護組屏原則的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開展繼電保護裝置的選型、應(yīng)用等相關(guān)工作，確保二次繼電保護設(shè)計的有效性，組建起完善的變電站管理機制，確保電力資源的持續(xù)穩(wěn)定調(diào)配。